电磁组传感器电路

电磁式转角位置传感器工作电路一、可以满足的教学功能本电路板主要模拟曲轴转角位置传感器的信号产生过程，以及传感器信号发生变化时，对喷油器、点火线圈以及汽油泵工作状况的影响。

通过该电路板的学习，可以：1、掌握电磁式转角位置传感器工作电路的组成和工作原理；2、理解电磁式转角位置传感器的作用和控制过程；3、掌握电路构成主要部件的作用和工作原理；4、学会电路板工作性能的检测方法；5、学会电路板常见故障的诊断和维修方法；6、掌握万用表、数字存储示波器的使用方法。

二、电路板工作原理曲轴转角位置传感器在基本车型中有三种基本传感器电路，分别为：电磁式转角位置传感器；光电式转角位置传感器；霍尔式转角位置传感器。

本电路主要讲解电磁式转角位置传感器的电路原理。

本电路由两部分组成，一部分为电磁式传感器的驱动电路，一部分为模拟喷油器、点火线圈、燃油泵的驱动电路，两部分电路之间通过控制模块（U2）联系在一起，依据传感器驱动电路输出的信号去控制喷油器、点火线圈、燃油泵的运行。

工作原理：接通电源后，传感器信号盘驱动电机开始工作，通过调节电位器RT1可以控制驱动电机的运行速度，此时电磁式转角位置传感器输出的信号频率和电压随驱动电机转速快慢而改变。

传感器输出的信号输入到单片机（U2）进行处理后，单片机（U2）根据输入信号的变化去控制喷油器、点火线圈和油泵的搭铁电路。

电路原理图如下：电磁式传感器驱动电路模拟喷油器工作电路元件参数表：元件编号元件名称参数R2、R5 电阻10KR3 电阻470ΩR1、R4、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、电阻1KR13、R14RT1 电位器10KCT2、CT3 电解电容22uFCT1 电解电容10uFC1 瓷片电容0.01ufC2 瓷片电容0.1nfC3、C4 瓷片电容0.1ufD1、D2、D3 二极管IN4007 D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11 LED发光二极管Q1 场效应晶体管IRF540Q2 集成稳压电源7805Q3 三极管9013U1 555定时器NE555U2 单片机STC12C5204ADU3 光耦TLP521-1S3 不自锁按键Y1 晶振8MHzC5、C6 瓷片电容10PF 在本电路中，使用风扇模拟油泵的运行，使用LED灯模拟喷油器和点火线圈的运行。

3.2 电磁传感器基于电磁信号的智能循迹车路径信息是通电导线产生的交变磁场，基于交变磁场的传感器设计包含了信号采集和信号调理两个部分。

下面通过电磁信号原理、传感器选择、信号调理三个部分逐步介绍整个传感器模块，如图1所示：图1 电磁传感器模块3.2.1电磁信号原理在传感器设计之前先介绍一下路径信息：一根通有20KHz、100mA交变电流的导线。

根据麦克斯韦电磁场理论，交变电流会在导线周围产生交变电磁场，用于路径导航的交变电流频率为20HKz，产生的电磁波属于甚低频（VLF）电磁波，该频率处于工频和低频电磁波中间为3KHz~30KHz，波长为100km~10km,如图2所示：图2 交变电流周围电磁场示意图导线周围的电场和磁场，按照一定规律分布（这就是无线电波传输的原理）。

通过检测相应的电磁场强度和方向反过来获得距离导线的空间位置，这样就可以进行电磁导航了。

通电导线的长度和车模的尺寸远远小于电磁波的波长λ，电磁波的辐射能量很小，因此将导线周围的变化的磁场近似为缓慢变化的磁场，按照检测静态磁场的方式获取导线周围磁场的分布信息，从而进行位置检测。

下面就根据静态磁场来分析，由毕奥-萨伐尔定律知：通有恒定电流I长度为L的直导线周围会产生磁场，距离导线距离为r处P点的磁感应强度为：图3 直流电流的导线B=∫μ0I4πr sinθdθθ2θ1（μ0=4π×10−7TmA−1）（3-1）由公式3-1得：B=μ0I4πr（cosθ1−cosθ2）（3-2）对于无限长直电流，公式3-2中的θ1=0，θ2=π，则如图4所示：B=μ0I4πr（3-3）图4 无限长导线周围的磁场强度通过上图得知：恒定电流的感应磁场的分布是以通电导线为轴的一系列同心圆，符合安培定则（又称右手螺旋定则）。

同一个圆上的磁场强度大小相同，并随着距离导线的半径r的增加成反比下降。

3.2.2传感器选择人类对于磁场的认识和检测起源很早，我国从古代人民很早就通过天然磁铁来感知地球磁场的方向，从而发明了指南针。

d B a b c v 电磁感应中的电路问题【学习目标】掌握电磁感应与电路规律的综合应用【复习精要】:1、在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在回路中形成电流；将它们接上电容器，便可使电容器充电，因此电磁感应问题又往往跟电路问题联系在一起。

解决这类问题，不仅要考虑电磁感应中的有关规律，如右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等，还要应用电路中的有关规律，如欧姆定律、串联、并联电路电路的性质等。

2、解决电磁感应中的电路问题，必须按题意画出等效电路图，将感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效于内电阻，求电动势要用电磁感应定律，其余问题为电路分析及闭合电路欧姆定律的应用。

3、一般解此类问题的基本思路是：①明确哪一部分电路产生感应电动势，则这部分电路就是等效电源②正确分析电路的结构，画出等效电路图． ③结合有关的电路规律建立方程求解．1 如图10所示，在绝缘光滑水平面上，有一个边长为L 的单匝正方形线框abcd ，在外力的作用下以恒定的速率v 向右运动进入磁感应强度为B 的有界匀强磁场区域。

线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的ab 边始终平行于磁场的边界。

已知线框的四个边的电阻值相等，均为R 。

求： （1）在ab 边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小； （2）在ab 边刚进入磁场区域时，ab 边两端的电压；a （3）在线框被拉入磁场的整个过程中，线框中电流产生的热量。

2 2007年高考天津理综卷24．（18分）两根光滑的长直金属导轨M N 、M ′ N ′平行置于同一水平面内，导轨间距为l ，电阻不计，M 、M ′处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R ，电容器的电容为C 。

长度也为l 、阻值同为R 的金属棒a b 垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中。